क्यों RMUs विफल होते हैं? संकुचन और गैस लीक समझाया
1. परिचय
रिंग मेन युनिट्स (RMUs) प्राथमिक विद्युत वितरण उपकरण हैं जो लोड स्विच और सर्किट ब्रेकर को धातु या गैर-धातु आवरण में रखते हैं। अपने संक्षिप्त आकार, सरल संरचना, उत्कृष्ट इन्सुलेशन प्रदर्शन, कम लागत, आसान इन्स्टॉलेशन, और पूरी तरह से सील्ड डिजाइन [1] के कारण, RMUs चीन की ग्रिड नेटवर्क में मध्य और निम्न वोल्टेज विद्युत प्रणालियों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं [2], विशेष रूप से 10 kV वितरण प्रणालियों में। आर्थिक विकास और विद्युत मांग की वृद्धि के साथ, विद्युत आपूर्ति प्रणालियों के लिए सुरक्षा और विश्वसनीयता की मांग बढ़ती जा रही है [3]। इस परिणामस्वरूप, RMU निर्माण प्रौद्योगिकी का विकास भी हुआ है। हालांकि, अवसाद और गैस रिसाव जैसी समस्याएं आम ऑपरेशनल फेलर बनी रहती हैं।
2. रिंग मेन युनिट्स की संरचना
एक RMU में महत्वपूर्ण घटक—लोड स्विच, सर्किट ब्रेकर, फ्यूज, डिसकनेक्टर, अर्थिंग स्विच, मुख्य बसबार, और शाखा बसबार—एक निर्दिष्ट दबाव पर SF₆ गैस से भरे एक स्टेनलेस स्टील गैस टैंक में रखे जाते हैं ताकि आंतरिक इन्सुलेशन शक्ति सुनिश्चित की जा सके। SF₆ गैस टैंक मुख्य रूप से एक स्टेनलेस स्टील शेल, केबल फीड-थ्रू बशिंग, साइड कोन, दृश्य विंडो, दबाव रिलीफ डिवाइस (बर्स्टिंग डिस्क), गैस चार्जिंग वाल्व, दबाव गेज पोर्ट, और ऑपरेटिंग मेकेनिज्म शाफ्ट से बना होता है। इन घटकों को वेल्डिंग और सीलिंग गास्केट के माध्यम से एक पूरी तरह से सील्ड एन्क्लोजर में संकलित किया जाता है।
RMUs को कई तरीकों से वर्गीकृत किया जा सकता है:
इन्सुलेशन माध्यम द्वारा: वैक्यूम RMUs (वैक्यूम इंटरप्टर का उपयोग करके) और SF₆ RMUs (सल्फर हेक्साफ्लोराइड का उपयोग करके)।
लोड स्विच प्रकार द्वारा: गैस-जनन RMUs (ठोस आर्क-विनाशक सामग्रियों का उपयोग करके) और पफर-टाइप RMUs (आर्क विनाशक के लिए संपीड़ित हवा का उपयोग करके)।
संरचनात्मक डिजाइन द्वारा: सामान्य-टैंक RMUs (सभी घटक एक चैम्बर में) और यूनिट-टाइप RMUs (प्रत्येक कार्य एक अलग कंपार्टमेंट में) [4]।
3. RMUs में सामान्य दोष प्रकार
लंबी अवधि के ऑपरेशन के दौरान, RMUs विभिन्न कारकों के कारण विभिन्न दोषों का सामना करते हैं। सबसे सामान्य दोष अवसाद (मॉइस्चर इनग्रेशन) और गैस रिसाव हैं।
3.1 RMUs में अवसाद
जब RMU के अंदर अवसाद होता है, तो पानी की बूंदें बनती हैं और गुरुत्वाकर्षण के कारण केबल पर गिरती हैं। यह केबल इन्सुलेशन प्रदर्शन को कम करता है, चालकता बढ़ाता है, और आंशिक डिस्चार्ज का कारण बन सकता है। ऐसी स्थितियों में लंबे समय तक ऑपरेशन करने पर केबल विस्फोट का खतरा या यहाँ तक कि घातक RMU फेलर [5] हो सकता है। इसके अलावा, चूंकि अधिकांश RMU आवरण और संरचनाएं धातु से बनी होती हैं, तो नमी से ऑपरेटिंग मेकेनिज्म और कैबिनेट घटकों का रस्सी होता है, जिससे उपकरण की सेवा जीवन कम हो जाती है।
3.2 RMUs में गैस रिसाव
फील्ड और निर्माता की जांच से पता चलता है कि RMU गैस टैंक से गैस रिसाव एक व्यापक और गंभीर समस्या है। जब रिसाव होता है, तो आंतरिक इन्सुलेशन शक्ति गिर जाती है। भले ही नॉर्मल स्विचिंग ऑपरेशन भी ट्रांसिएंट ओवरवोल्टेज उत्पन्न कर सकता है, जो कमजोर डाइएलेक्ट्रिक शक्ति से ऊपर जाता है, जिससे इन्सुलेशन ब्रेकडाउन, फेज-टू-फेज शॉर्ट सर्किट होता है, और विद्युत प्रणाली के सुरक्षित ऑपरेशन के लिए एक बड़ा खतरा उत्पन्न होता है।
4. RMUs में गैस रिसाव का कारण
गैस रिसाव मुख्य रूप से वेल्डिंग जंक्शन, डायनामिक सील्स, और स्टैटिक सील्स पर होता है। वेल्डिंग रिसाव आमतौर पर पैनल ओवरलैप जंक्शन, कोने, और बाहरी धातु घटकों (जैसे, बशिंग, शाफ्ट) को मुख्य टैंक से वेल्ड किए जाने पर दिखाई देता है। निर्माण के दौरान अपर्याप्त प्रवेश, माइक्रो-क्रैक, या गरीब वेल्ड गुणवत्ता छोटे रिसाव पाथ्स बना सकती है। डायनामिक सील्स—जैसे ऑपरेटिंग शाफ्ट के आसपास—समय के साथ धीमी गति से ध्वस्त होते हैं, जबकि स्टैटिक सील्स (जैसे, फ्लैंज के बीच गास्केट) उम्र, गलत संपीड़न, या तापमान चक्र के कारण ध्वस्त हो सकते हैं, जिससे धीमे-धीमे गैस नुकसान होता है।
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